铜箔在芯片封装中的应用

铜箔由于其优异的导电性、导热性、易加工性和成本效益，在芯片封装领域的重要性日益凸显。以下是对其在芯片封装中具体应用的详细分析：

1. 铜线键合

• 金线或铝线的替代品传统上，芯片封装中通常使用金线或铝线将芯片内部电路与外部引脚进行电气连接。然而，随着铜加工技术的进步和成本因素的考虑，铜箔和铜线正逐渐成为主流选择。铜的导电率约为黄金的85%至95%，但成本仅为黄金的十分之一左右，使其成为兼顾高性能和经济效益的理想选择。
• 增强的电气性能铜线键合在高频大电流应用中具有更低的电阻和更好的导热性，可有效降低芯片互连中的功率损耗，并提高整体电气性能。因此，在键合工艺中使用铜箔作为导电材料，可以在不增加成本的情况下提高封装效率和可靠性。
• 用于电极和微凸块在倒装芯片封装中，芯片被翻转，使其表面的输入/输出 (I/O) 焊盘直接连接到封装基板上的电路。电极和微凸块由铜箔制成，并直接焊接在基板上。铜的低热阻和高导电性确保了信号和电力的高效传输。
• 可靠性和热管理由于铜具有良好的抗电迁移性和机械强度，因此在不同的热循环和电流密度下都能提供更佳的长期可靠性。此外，铜的高导热性有助于将芯片工作过程中产生的热量快速散发到基板或散热器上，从而增强封装的热管理能力。
• 引线框架材料: 铜箔铜箔广泛应用于引线框架封装，尤其是在功率器件封装领域。引线框架为芯片提供结构支撑和电气连接，因此需要高导电性和良好导热性的材料。铜箔满足这些要求，能够有效降低封装成本，同时改善散热和电气性能。
• 表面处理技术在实际应用中，铜箔通常需要进行表面处理，例如镀镍、镀锡或镀银，以防止氧化并提高可焊性。这些处理还能进一步增强铜箔在引线框架封装中的耐用性和可靠性。
• 多芯片模块中的导电材料系统级封装 (SiP) 技术将多个芯片和无源元件集成到单个封装中，以实现更高的集成度和功能密度。铜箔用于制造内部互连电路并作为电流传导路径。该应用要求铜箔具有高导电性和超薄特性，以便在有限的封装空间内实现更高的性能。
• 射频和毫米波应用铜箔在SiP的高频信号传输电路中也发挥着至关重要的作用，尤其是在射频（RF）和毫米波应用中。其低损耗特性和优异的导电性使其能够有效降低信号衰减，并提高这些高频应用中的传输效率。
• 用于重分发层 (RDL)在扇出型封装中，铜箔用于构建重分布层，该技术可将芯片的I/O重新分布到更大的区域。铜箔的高导电性和良好的附着力使其成为构建重分布层的理想材料，可提高I/O密度并支持多芯片集成。
• 尺寸缩小和信号完整性在重分布层中使用铜箔有助于减小封装尺寸，同时提高信号传输完整性和速度，这对于需要更小封装尺寸和更高性能的移动设备和高性能计算应用来说尤为重要。
• 铜箔散热器和导热通道由于铜箔具有优异的导热性能，因此常用于芯片封装内的散热器、导热通道和导热界面材料中，以帮助芯片产生的热量快速传递到外部冷却结构。这种应用在高功率芯片和需要精确温度控制的封装中尤为重要，例如CPU、GPU和电源管理芯片。
• 用于硅通孔 (TSV) 技术在2.5D和3D芯片封装技术中，铜箔被用作硅通孔的导电填充材料，从而实现芯片间的垂直互连。铜箔的高导电性和易加工性使其成为这些先进封装技术的首选材料，支持更高的集成密度和更短的信号路径，从而提升整体系统性能。

2. 倒装芯片封装

3. 引线框架封装

4. 系统级封装 (SiP)

5. 扇出包装

6. 热管理和散热应用

7. 先进封装技术（例如 2.5D 和 3D 封装）

总体而言，铜箔在芯片封装中的应用不仅限于传统的导电连接和散热管理，还扩展到倒装芯片、系统级封装、扇出型封装和3D封装等新兴封装技术。铜箔的多功能特性和优异性能在提升芯片封装的可靠性、性能和成本效益方面发挥着关键作用。